机器人机械系统并行设计的模式探讨
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摘 要：随着目前智能技术不断快速发展，机器人在实际生产及生活中也有着越来越广泛的应用，并且发挥着十分重要的作用。为能够使机器人得以更好应用，使其功能得到更好的发挥，需要对机器人进行科学合理设计，并且在设计过程中需要选择科学合理的设计模式，以保证设计符合实际需求。本文主要就机器人机械系统并行设计的模式进行分析，从而为更好实现机器人机械系统的合理设计奠定较好基础与支持。
关键词：机器人;机械系统设计;并行设计;模式
DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.19.120
在机器人设计过程中，机械系统设计属于十分重要的内容及组成部分，也是整体设计中的关键内容。在机器人机械系统设计中，并行设计属于比较重要的一种设计模式，也是比较科学的一种方法，可使机械系统设计得到比较理想的效果，因而合理应用并行系统设计模式，从而实现机器人机械系统的科学合理设计也就十分必要，可使设计水平及有效性得到更理想的保障。
1 机器人机械系统设计特点
首先，复杂性特点。就机器人机械结构的整体而言，其相当于通过关节将一系列悬臂杵件进行串连的开式链，然而由于误差以及变形不断产生，在对结构实行设计过程中，不但要使开链结构能够保证灵活性以及能动性，并且对于该结构所产生运动传递以及误差补偿、消除等相关问题需要进行处理，也就导致机械结构设计相对比较复杂。
其次，依赖性特点。在整个机器人构成中，由于机械系统、感知系统及控制系统属于构成一个整体，存在十分密切的联系，因而在机械系统整体设计过程中，其设计方案、结构方案等，需要在确定感知系统及控制系统的方法、方式及手段的基础上才能够得以实现，因而具有依赖性特点。
再次，协调性特点。对于机器人机械系统而言，其形式及实现手段等方面因素，对于控制系统结构以及其复杂程度等方面均会产生直接影响，并且对于其它系统部件具体结构，以及安装与调控也会产生影响，因而在对机械系统进行设计过程中，需要协调其它各个系统，在此基础上才能够使系统设计取得更加理想的效果，满足实际设计需求[1-2]。
2 机器人机械系统并行设计模式
2.1 机器人设计普通模式
在机器人整体设计过程中，其主要分为三个方面流程，首先就是概念设计，也就是依据定义任务将机器人执行要求确定，也就是依据定义任务将机器人执行要求确定，其内容主要包括操作对象、负荷以及速度与精度等内容，并且需要设计机械系统方案。其次，实行初步设计，对于这一点主要包括对机械结构实行设计分析，确定传感器以及控制策略，还有伺服系统设计及模块化。再次，实行详细设计，其包括的内容主要就是详细机械设计，详细电子设计，还有系统综合设计。对于每个设计过程中而言，若无法通过评价，则需要返回初始点或者上一层设计过程中实行设计。对于这种由下而上进行的串行设计方式，其对于机器人系统整体优化会产生十分不利的影响，并且还会導致设计过程有所延长，因而这种设计方式并不适用于机器人机械系统的整体设计。
2.2 机械人机械系统的并行设计模式
对于并行设计而言，其所指的就是在开始进行产品的开发设计时便需要对产品生命周期中各个方面相关的影响因素进行充分考虑，通过对各个环节进行并行集成，使产品开发时间能够得以缩短，使产品设计质量能够得以有效提升，使产品设计成本得以有效降低。对于机电一体化产品机器人而言，其自身便属于高技术集成而得到的，涉及到机械、控制以及电子与计算机等各个方面的高新技术，因而在对机器人机械系统进行设计过程中需要对机械运动及传动、电子电气及计算机应用技术、控制理论及方法等相关学科相互交叉及渗透的有关技术作为支持。依据机器人系统设计要求及特点，通过对并行设计思想进行利用，可得到机械系统的并行设计模式。
2.3 机器人机械系统并行设计模式分析
在机器人机械系统的设计过程中，其并行设计模式的构成主要包括具体方案设计，领域内相关技术分析，实行综合评价，还包括机械系统具体设计等有关部分。由此可知，方案设计以及领域技术分析所对应的就是普通设计中的概念设计，而综合评价以及系统具体设计所对应的内容就是普通设计中具体设计。在机器人实际设计过程中，其运动方案设计及传动方案设计会涉及到很多方面内容，包括机器人机构、误差检测辨识以及轨迹规划等相关技术，还包括软硬件补偿技术、振动与防治，还有动力学参数辨识及关节柔性等有关方面内容，因而需要传动系统、机构运动以及控制系统，还包括电子系统及制造工艺与装配等有关各个方面技术作为支持，另外，机器人运动及传动形式对于支持技术系统有关方法及方式也具有决定性作用。因此，运动方案设计与传动装置方案设计，还有支撑系统分析设计，彼此之间存在并行设计协作关系，从而使其它机械系统方案和其它相关系统方案之间能够实现协调，使设计能够更加有效可靠，并且更加便捷。对于系统综合，其主要就是在整体上协调机械系统内各个组成，并且评价设计方案。在这一设计过程中，需要注意避免不同支撑技术方案之间出现冲突，通过对各种支撑技术方案进行引导与处理，使其其完善与统一，并且组织设计方案，具体进行实施[2-3]。
3 结语
在机器人机械系统的实际设计过程中，并行设计模式属于比较有效的一种模式，并且也是比较理想的一种模式，通过并行设计模式的应用，可使机械系统设计更加具有科学性及合理性。所以，相关设计人员需要合理应用并行设计模式实现机械系统的科学合理设计，从而保证机器人整体设计能够取得更加满意的效果。
参考文献：
[1]冯慧娟，苗青，樊胜秋，王海龙.工业机器人机械结构模块化设计[J].机械工程与自动化，2019（02）：100-101+104.
[2]张鲁浩，贾茜，张四弟，常超.全方位移动机器人控制系统设计[J].制造业自动化，2019，41（02）：35-38.
[3]侯晓磊.移动机器人控制系统设计[J].电子世界，2019（01）：197.
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